สรุปความสำเร็จการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชั่น ที่ผลิตพลังงานไม่อันตราย ไร้สารตกค้าง ปฏิวัติโลกราวกับการรู้จักใช้ ‘ไฟฟ้า’ ครั้งแรก
.
เมื่อต้นสัปดาห์ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สหรัฐฯ ประกาศความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชั่น เป็นเวลากว่า 50 ถึง 60 ปีแล้วที่วิทยาศาสตร์ติดกับอุปสรรคนี้ และนี่เป็นครั้งแรกที่มนุษย์ได้ก้าวไปข้างหน้า นั่นคือพวกเขาสามารถ “ผลิตพลังงานออกมาได้มากกว่าการป้อนเข้าไป” ได้แล้ว แต่ยังมีเรื่องราวที่พวกเขาต้องศึกษาอีกมาก
.
ดร. คิม บูดิล (Kim Budil) ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอวเรนซ์ลิเวอร์มอร์ (Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกากล่าวว่า “นี่เป็นความสำเร็จครั้งประวัติศาสตร์ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา”
.
นี่คือความสำเร็จครั้งสำคัญของวิทยาศาสตร์ และจะเป็นจุดเริ่มต้นอนาคตแห่งพลังงานสะอาดซึ่งเป็นเป้าหมายของการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชั่น แม้ปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นในการทดลองจะเพียงพอที่จะต้มน้ำให้เดือดในหม้อไม่กี่ใบ
.
แต่มันเป็นตัวแทนที่อันยิ่งใหญ่ที่แสดงให้เห็นว่าสิ่งที่พวกเขาพยายามทำกันมานั้นได้ผล และก่อนที่จะก้าวไปต่อ นักวิทยาศาสตร์จะต้องทดลองซ้ำๆ ให้สมบูรณ์แบบ และทำให้แน่ใจว่าปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกมาก
.
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น (Fusion) นั้นตรงข้ามกับนิวเคลียร์ฟิชชั่น (Fission) ซึ่งฟิชชั่นเป็นการสร้างพลังงานที่แบบที่ทำอยู่ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ปัจจุบัน และแม้ฟิวชั่นจะเป็นพลังงานนิวเคลียร์เหมือนกัน
.
แต่ฟิวชั่นนั้นเป็นพลังงานสะอาดและไม่สร้างของเสียใด ๆ ที่อาจเป็นอันตรายในระยะเวลานาน โดยปฏิกิริยาฟิวชั่นนี้เกิดขึ้น ณ ใจกลางดวงอาทิตย์ ขณะที่ฟิชชั่นนั้นก่อให้เกิดขยะกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายออกมา
.
ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เผชิญความท้าทายที่ว่า ต้องบังคับให้อะตอมหลอมรวมกัน ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิและแรงดันที่สูงมาก และไม่มีใครเคยทำให้มีพลังงานออกมามากกว่าปริมาณพลังงานที่ป้อนเข้าไป
.
จนกระทั่งตอนนี้ ทีมวิจัยได้ใช้เลเซอร์ทรงพลังเพื่อให้ความร้อนและบีบอัดไฮโดรเจน ซึ่งพวกเขาสร้างความร้อนสูงได้ถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส ร้อนกว่าใจกลางดวงอาทิตย์ 10 เท่า และแรงดันสูงกว่าชั้นบรรยากาศโลก 100,000 ล้านเท่า
.
ภายใต้สภาวะนี้ อะตอมของไฮโดรเจนจะหลอมรวมและปลดปล่อยพลังงานออกมา ดร.มาร์วิน อดัมส์ (Marvin Adams) รองผู้บริหารโครงการป้องกันของสำนักงานความมั่นคงนิวเคลียร์แห่งชาติสหรัฐฯ กล่าวว่า เลเซอร์ของห้องปฏิบัติการป้อนพลังงานเข้าไป 2.05 เมกะจูล และผลิตพลังงานฟิวชั่นออกมา 3.15 เมกะจูล และนั่นคือความสำเร็จที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทุกคนตื่นเต้น เพราะปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในใจกลางดวงอาทิตย์ มาเกิดขึ้น ณ ที่นี่แล้ว
.
“มันพิสูจน์ให้เห็นว่าเป้าหมายที่แสวงหามายาวนานของการหลอมรวมนี้สามารถเกิดขึ้นได้จริง” ศาสตราจารย์ เจเรมี ชิตเทนเดน (Jeremy Chittenden) ศาสตราจารย์ด้านพลาสมาฟิสิกส์จากวิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอน (Imperial College London) กล่าวและเรียกเหตุการณ์นี้ว่า “เป็นช่วงเวลาแห่งความก้าวหน้าอย่างแท้จริง”
.
มันเป็นความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เหมือนกับการเปลี่ยนยุคพลังงานจากที่มนุษย์เคยใช้กองไฟแล้วแปรเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า จากนี้ในอนาคต ไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นฟิวชั่น
.
"ความสำเร็จในวันนี้ขึ้นอยู่กับผลงานของนักวิทยาศาสตร์หลายคนในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และทั่วโลก เมื่อเราประสบความสำเร็จในการจุดระเบิดแล้ว ไม่เพียงแต่พลังงานฟิวชันเท่านั้นที่ถูกปลดล็อก แต่ยังรวมถึงการเปิดประตูสู่วิทยาศาสตร์ใหม่" ศ. เกียนลูกา เกรกอรี (Gianluca Gregori) ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าว
.
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
: National Geographic Thailand.
ปฏิวัติพลังงานสะอาด ทดแทนนิวเคลียร์แบบเดิมได้แล้ว
.
เมื่อต้นสัปดาห์ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์สหรัฐฯ ประกาศความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชั่น เป็นเวลากว่า 50 ถึง 60 ปีแล้วที่วิทยาศาสตร์ติดกับอุปสรรคนี้ และนี่เป็นครั้งแรกที่มนุษย์ได้ก้าวไปข้างหน้า นั่นคือพวกเขาสามารถ “ผลิตพลังงานออกมาได้มากกว่าการป้อนเข้าไป” ได้แล้ว แต่ยังมีเรื่องราวที่พวกเขาต้องศึกษาอีกมาก
.
ดร. คิม บูดิล (Kim Budil) ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอวเรนซ์ลิเวอร์มอร์ (Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกากล่าวว่า “นี่เป็นความสำเร็จครั้งประวัติศาสตร์ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา”
.
นี่คือความสำเร็จครั้งสำคัญของวิทยาศาสตร์ และจะเป็นจุดเริ่มต้นอนาคตแห่งพลังงานสะอาดซึ่งเป็นเป้าหมายของการทดลองนิวเคลียร์ฟิวชั่น แม้ปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นในการทดลองจะเพียงพอที่จะต้มน้ำให้เดือดในหม้อไม่กี่ใบ
.
แต่มันเป็นตัวแทนที่อันยิ่งใหญ่ที่แสดงให้เห็นว่าสิ่งที่พวกเขาพยายามทำกันมานั้นได้ผล และก่อนที่จะก้าวไปต่อ นักวิทยาศาสตร์จะต้องทดลองซ้ำๆ ให้สมบูรณ์แบบ และทำให้แน่ใจว่าปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกมาก
.
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น (Fusion) นั้นตรงข้ามกับนิวเคลียร์ฟิชชั่น (Fission) ซึ่งฟิชชั่นเป็นการสร้างพลังงานที่แบบที่ทำอยู่ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ปัจจุบัน และแม้ฟิวชั่นจะเป็นพลังงานนิวเคลียร์เหมือนกัน
.
แต่ฟิวชั่นนั้นเป็นพลังงานสะอาดและไม่สร้างของเสียใด ๆ ที่อาจเป็นอันตรายในระยะเวลานาน โดยปฏิกิริยาฟิวชั่นนี้เกิดขึ้น ณ ใจกลางดวงอาทิตย์ ขณะที่ฟิชชั่นนั้นก่อให้เกิดขยะกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายออกมา
.
ในช่วง 60 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เผชิญความท้าทายที่ว่า ต้องบังคับให้อะตอมหลอมรวมกัน ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิและแรงดันที่สูงมาก และไม่มีใครเคยทำให้มีพลังงานออกมามากกว่าปริมาณพลังงานที่ป้อนเข้าไป
.
จนกระทั่งตอนนี้ ทีมวิจัยได้ใช้เลเซอร์ทรงพลังเพื่อให้ความร้อนและบีบอัดไฮโดรเจน ซึ่งพวกเขาสร้างความร้อนสูงได้ถึง 100 ล้านองศาเซลเซียส ร้อนกว่าใจกลางดวงอาทิตย์ 10 เท่า และแรงดันสูงกว่าชั้นบรรยากาศโลก 100,000 ล้านเท่า
.
ภายใต้สภาวะนี้ อะตอมของไฮโดรเจนจะหลอมรวมและปลดปล่อยพลังงานออกมา ดร.มาร์วิน อดัมส์ (Marvin Adams) รองผู้บริหารโครงการป้องกันของสำนักงานความมั่นคงนิวเคลียร์แห่งชาติสหรัฐฯ กล่าวว่า เลเซอร์ของห้องปฏิบัติการป้อนพลังงานเข้าไป 2.05 เมกะจูล และผลิตพลังงานฟิวชั่นออกมา 3.15 เมกะจูล และนั่นคือความสำเร็จที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทุกคนตื่นเต้น เพราะปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในใจกลางดวงอาทิตย์ มาเกิดขึ้น ณ ที่นี่แล้ว
.
“มันพิสูจน์ให้เห็นว่าเป้าหมายที่แสวงหามายาวนานของการหลอมรวมนี้สามารถเกิดขึ้นได้จริง” ศาสตราจารย์ เจเรมี ชิตเทนเดน (Jeremy Chittenden) ศาสตราจารย์ด้านพลาสมาฟิสิกส์จากวิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอน (Imperial College London) กล่าวและเรียกเหตุการณ์นี้ว่า “เป็นช่วงเวลาแห่งความก้าวหน้าอย่างแท้จริง”
.
มันเป็นความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เหมือนกับการเปลี่ยนยุคพลังงานจากที่มนุษย์เคยใช้กองไฟแล้วแปรเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า จากนี้ในอนาคต ไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นฟิวชั่น
.
"ความสำเร็จในวันนี้ขึ้นอยู่กับผลงานของนักวิทยาศาสตร์หลายคนในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร และทั่วโลก เมื่อเราประสบความสำเร็จในการจุดระเบิดแล้ว ไม่เพียงแต่พลังงานฟิวชันเท่านั้นที่ถูกปลดล็อก แต่ยังรวมถึงการเปิดประตูสู่วิทยาศาสตร์ใหม่" ศ. เกียนลูกา เกรกอรี (Gianluca Gregori) ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดกล่าว
.
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
: National Geographic Thailand.